ASTM A209/A209M سبيكة الفولاذ أنبوب المسلسل الفائق

شفة مزدوجة 90 درجة ثني الدكتايل الحديد المنحنى

و الماء 23, 2025

تحسين عملية المتداول المستمر أنبوب الفولاذ السلس

أبريل 2, 2025

ASTM A209/A209M هي مواصفات قياسية لغارقة سبيكة من سبيكة الكربون السلس والمؤجر الفائق أنابيب, يستخدم عادة في تطبيقات درجات الحرارة العالية والضغط العالي مثل أنظمة توليد الطاقة. يغطي عدة درجات, على وجه التحديد T1, T1a, و T1B, التي تختلف قليلاً في تكوينها الكيميائي وخصائصها الميكانيكية ولكنها مصممة جميعها لخدمة درجة الحرارة المرتفعة. منذ أن سأل استفسارك الأصلي عن en 10305-1 E235 أنابيب فولاذية دقيقة, سأقوم بالتركيز على التركيز على ASTM A209/A209M كما هو مطلوب مع ضمان توافق الاستجابة مع العمق والهيكل الذي تتوقعه (على سبيل المثال, التركيب الكيميائي, الخواص الميكانيكية, دقة الأبعاد, ومتطلبات الاختبار). دعنا نقسم هذا بشكل منهجي.

نظرة عامة على ASTM A209/A209M

ينطبق معيار ASTM A209/A209M على أنابيب سلسة مع سماكة الجدار الاسمية, على وجه التحديد للاستخدام في الغلايات, محمصات, والمبادلات الحرارية. هذه الأنابيب مصنوعة من الصلب من سبيكة الكربون molybdenum, الذي يوفر مقاومة زحف محسنة وقوة في درجات حرارة عالية مقارنة مع الصلب الكربوني العادي. يشير "M" في A209m إلى هذا المقياس (و) يمكن استخدام الوحدات, على الرغم من أن الوحدات الرطلية بوصة هي أيضًا قياسية اعتمادًا على الترتيب.

المعيار يحدد:

حجم مجموعة: أنابيب من 1/2 بوصة إلى 5 بوصة [12.7 مم إلى 127 مم] في القطر الخارجي.
سمك الجدار: الحد الأدنى لسمك الجدار يتراوح من 0.035 بوصة إلى 0.500 بوصة [0.9 مم إلى 12.7 مم].
درجات: T1, T1a, و T1B, مع اختلافات طفيفة في الكيمياء والخصائص.

التركيب الكيميائي لدرجات ASTM A209/A209M

يتم التحكم بإحكام التركيب الكيميائي لأنابيب ASTM A209/A209M لضمان أداء درجات الحرارة العالية المطلوبة. عناصر السبائك الأولية هي الكربون, الموليبدينوم, والمنغنيز, مع قيود على الفسفور والكبريت لتعزيز قابلية اللحام وتقليل الهشاشة.

الطاولة 1: التركيب الكيميائي لدرجات ASTM A209/A209M

عنصر	T1 (% ماكس)	T1a (% ماكس)	T1B (% ماكس)
T11 (ج)	0.10-0.20	0.15-0.25	0.14 ماكس
المنغنيز (يغطي الأسود الملحوم وغير الملحوم والساخن)	0.30-0.80	0.30-0.80	0.30-0.80
الفوسفور (ص)	0.025	0.025	0.025
الكبريت (S)	0.025	0.025	0.025
السيليكون (الاشتراكية الدولية)	0.10-0.50	0.10-0.50	0.10-0.50
السيليكون (مو)	0.44-0.65	0.44-0.65	0.44-0.65

وتلاحظ:

يجب قتل الصلب بالكامل, وهذا يعني أنه من غير الأكسدة تقليل مسامية الغاز وتحسين التجانس.
الاختلافات في محتوى الكربون عبر الدرجات (على سبيل المثال, أقل في T1B) تؤثر على القوة والصلابة قليلاً.
يعزز الموليبدينوم قوة درجات الحرارة العالية ومقاومة الزحف, حاسمة لتطبيقات الغلاية والمدرسة الفائقة.

الخصائص الميكانيكية لدرجات ASTM A209/A209M

يتم تحديد الخواص الميكانيكية لأنابيب ASTM A209/A209M لضمان قدرتها على تحمل ضغوط البيئات ذات الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية. يتم تحديد هذه الخصائص من خلال اختبارات الشد, اختبارات الصلابة, والتقييمات الميكانيكية الأخرى.

الطاولة 2: الخصائص الميكانيكية لدرجات ASTM A209/A209M

خاصية	T1	T1a	T1B
مقاومة الشد (أنا), كسيت [الآلام والكروب الذهنية]	55 [380]	60 [415]	53 [365]
مقاومة الخضوع (أنا), كسيت [الآلام والكروب الذهنية]	30 [205]	32 [220]	28 [195]
استطالة (أنا), %	30	30	30
صلابة (ماكس), برينل (خضاب الدم)	146	153	137
صلابة (ماكس), روكويل (HRB)	80	81	77

وتلاحظ:

تنطبق هذه القيم على أنابيب في الصلب بالكامل, الصلب متساوي الحرارة, أو حالة تطبيع ومخففة.
المعالجة الحرارية إلزامية: يتم معالجة الأنابيب الساخنة بالحرارة عند 1200 درجة فهرنهايت [650° C] أو أعلى; يتم التعامل مع الأنابيب التي تم تنفيذها من البرودة بعد الانتهاء من البرد النهائي في نفس درجة الحرارة أو أعلى.
يتم قياس الاستطالة على 2 بوصة قياسية [50 مم] طول المقياس أو العينات النسبية الأصغر.

الجداول الزمنية ودقة الأبعاد

لا تحدد ASTM A209/A209M بشكل صريح “الجداول الزمنية” مثل ASME B36.10 (شائع للأنابيب), لأنه يركز على أنابيب ذات أقطار خارجية محددة (التطوير التنظيمي) وحد أدنى سمك الجدار (WT) مصممة للمراجل والهظمة الفائقة. ومع ذلك, دقة الأبعاد أمر بالغ الأهمية, ويتم تحديد التحمل لضمان الملاءمة والأداء المناسبين.

الطاولة 3: التحمل الأبعاد لأنابيب ASTM A209/A209M

معامل	تفاوت (وحدات بوصة)	تفاوت (وحدات SI)
القطر الخارجي (التطوير التنظيمي)
من ≥ 2 في [50.8 مم]	± 0.005 في	± 0.13 مم
التطوير التنظيمي > 2 في [50.8 مم]	± 0.010 في	± 0.25 مم
سمك الجدار (WT)	± 10 ٪ من WT الاسمية	± 10 ٪ من WT الاسمية
طول (قطع أطوال)	+1/8 في, -0 في [+3.2 مم, -0 مم]	+3.2 مم, -0 مم
الاستقامة	1/8 في 5 فورنت [3 مم لكل 1.5 م]	3 مم لكل 1.5 م

وتلاحظ:

عادة ما يتم توفير الأنابيب بأطوال عشوائية (على سبيل المثال, 16-22 قدم [4.8-6.7 م]) أو أطوال قطع محددة كما هو متفق عليه.
Ovality (يجب الإشارة إلى النطاق الكامل في العقد) يتم تضمينه في التسامح OD.
يتم تحديد سمك الجدار على أنه الحد الأدنى بدلاً من الاسمية, بمعنى أن WT الفعلي يجب ألا يكون أقل من القيمة المحددة ولكن يمكن أن يتجاوزها ضمن التسامح.

متطلبات التفتيش والاختبار لـ ASTM A209/A209M

يقوم المعيار ASTM A209/A209M بسلسلة من عمليات التفتيش والاختبارات للتحقق من الجودة, الخواص الميكانيكية, ودقة الأبعاد للأنابيب. تضمن هذه الاختبارات أن تتمكن الأنابيب من تحمل الظروف الصعبة لتطبيقات الغلاية والمدرسة الفائقة. فيما يلي قائمة مفصلة من عمليات التفتيش والاختبارات المطلوبة, على غرار التنسيق الذي طلبته لـ EN 10305-1.

1. عمليات التفتيش والاختبارات الإلزامية

هذه الاختبارات مطلوبة وفقًا للمعايير لتأكيد الامتثال.

تحليل التكوين الكيميائي
- غاية: تحقق من أن تكوين المادة يلبي الحدود المحددة للصف (T1, T1a, T1B).
- إجراء: يتم على عينة من كل حرارة (يقذف) باستخدام طرق مثل الطيف.
- تكرار: اختبار واحد لكل حرارة.
- معايير القبول: يجب أن تلبي الحدود في الطاولة 1 في الاعلى.
اختبار الشد
- غاية: تحديد قوة الشد, مقاومة الخضوع, واستطالة.
- إجراء: أجريت لكل ASTM A370 على عينة من كل قطعة (≤50 أنابيب لاختبار واحد; >50 تتطلب الأنابيب اختبارين).
- تكرار: اختبار واحد لكل قطعة (أو اثنتين للكمية الكبيرة).
- معايير القبول: يجب أن تفي بالقيم في الجدول 2 في الاعلى.
تسطيح اختبار
- غاية: تقييم ليونة عن طريق تسطيح الأنبوب دون تكسير.
- إجراء: يتم تسطيح قسم من الأنبوب بين الألواح المتوازية حتى يتم الوصول إلى تشوه محدد (per ASTM A999/A999M).
- تكرار: اختبار واحد على العينات من كل نهاية أنبوب منتهية لكل قطعة.
- معايير القبول: لا تشققات أو كسر على سطح الأنبوب.
حرق اختبار (للأنابيب ≤ 5 في [127 مم] التطوير التنظيمي)
- غاية: قم بتقييم قدرة الأنبوب على الانهيار دون تكسير.
- إجراء: يقوم مغزل مخروطي بتوسيع نهاية الأنبوب إلى قطر محدد (per ASTM A999/A999M).
- تكرار: اختبار واحد على العينات من كل نهاية أنبوب منتهية لكل قطعة.
- معايير القبول: لا تشققات أو عيوب بعد اشتعال.
صلابة اختبار
- غاية: تأكد من أن صلابة الأنبوب ضمن حدود مقبولة.
- إجراء: اختبارات برينيل أو روكويل صلابة (لكل ASTM A370) على العينات من أنببين لكل قطعة.
- تكرار: اختباران لكل قطعة.
- معايير القبول: يجب أن تفي بقيم الصلابة القصوى في الجدول 2 (على سبيل المثال, 146 HB لـ T1).
اختبار الهيدروستاتيكي أو اختبار كهربائي غير تدمي (ndet)
- غاية: تحقق من سلامة الأنبوب تحت الضغط أو اكتشاف عيوب السطح/السطحية.
- إجراء:
  - اختبار الهيدروستاتيكي: يتم ضغط الأنابيب إلى مستوى محدد (على سبيل المثال, 1000 هذه المبادرة [7 الآلام والكروب الذهنية] أو كما هو محسوب لكل ASTM A999/A999M) بدون تسرب.
  - ndet: اختبار إدي أو اختبار بالموجات فوق الصوتية للكشف عن العيوب (لكل ASTM E213 أو E309).
- تكرار: 100% من الأنابيب (طريقة اختبار واحدة مطلوبة ما لم ينص على خلاف ذلك).
- معايير القبول: لا تسرب (الهيدروستاتيكي) أو عيوب تتجاوز حدود القبول (ndet).
التفتيش الأبعاد
- غاية: تأكيد OD, WT, الطول, والاستقامة تلبي التسامح.
- إجراء: تقاس باستخدام الأدوات المعايرة (على سبيل المثال, ميكرومتر, مقاييس).
- تكرار: يكتب 100% التفتيش, أو أخذ العينات كما هو متفق عليه.
- معايير القبول: يجب أن تفي بالتسامح في الطاولة 3 في الاعلى.
فحص جودة السطح
- غاية: تأكد من أن سطح الأنبوب خالي من العيوب مثل الشقوق, لفات, أو طبقات.
- إجراء: الفحص البصري أو الأساليب المحسنة (على سبيل المثال, اختراق صبغة) في حالة تحديد.
- تكرار: 100% من الأنابيب.
- معايير القبول: لا توجد عيوب تضعف قابلية الاستخدام.

2. عمليات التفتيش والاختبارات الاختيارية

يتم تنفيذ هذه فقط إذا تم تحديدها في أمر الشراء.

تحليل المنتج
- غاية: تحقق من التركيب الكيميائي للمنتج النهائي (ما وراء تحليل الحرارة).
- إجراء: على غرار تحليل الحرارة ولكن مأخوذة من الأنابيب النهائية.
- تكرار: كما اتفق (على سبيل المثال, اختبار واحد لكل قطعة).
اختبار الصدم
- غاية: تقييم المتانة في درجات الحرارة المحددة (ليس شائعًا لأنابيب الغلاية ما لم يكن متوقعًا لخدمة درجة الحرارة المنخفضة).
- إجراء: لكل ASTM A370, عادةً باستخدام عينات charpy v-notch.
- تكرار: كما اتفق.
NDT إضافية
- غاية: تعزيز الكشف عن العيوب (على سبيل المثال, اختبار الموجات فوق الصوتية للعيوب الداخلية).
- إجراء: لكل ASTM E213 (فوق صوتي) أو E309 (إدي تيار).
- تكرار: كما اتفق, غالباً 100% للتطبيقات الحرجة.
قياس خشونة السطح
- غاية: تحقق من الانتهاء من السطح لتطبيقات محددة (على سبيل المثال, أنابيب المبادل الحراري).
- إجراء: تم قياسها باستخدام المعايير الأفيرية لكل معايير ASTM.
- تكرار: كما اتفق.

3. وحدات اختبار وأخذ العينات

تعريف الكثير: أنابيب من نفس الحرارة, الحجم, ودفعة المعالجة الحرارية.
أخذ عينات من الاختبارات الميكانيكية: واحد أو اثنين من أنابيب لكل قطعة (أنابيب ≤50: اختبار واحد; >50 أنابيب: اختباران).
الشيكات NDT والبعيدة: يكتب 100% ما لم يتم الاتفاق على أخذ العينات.

4. اختبار التقارير وإصدار الشهادات

شهادة التفتيش: تم توفيرها لكل ASTM A999/A999M, عادة 3.1 تصديق لكل في 10204, بما في ذلك نتائج جميع الاختبارات الإلزامية.
محتوى: التركيبة الكيميائية, الخواص الميكانيكية, الشيكات الأبعاد, نتائج NDT, وتفاصيل المعالجة الحرارية.

5. إعادة اختبار وعدم المطابقة

إعادة الاختبار: إذا فشل الاختبار, يُسمح بإعادة الاختبار على ضعف عدد العينات من نفس المجموعة.
الرفض: إذا فشلت عمليات إعادة الاختبار, قد يتم رفض الكثير, أو يمكن اختبار الأنابيب الفردية.
إعادة المعالجة: يمكن إعادة معالجة الأنابيب التي تفشل المتطلبات الميكانيكية أو الأبعاد (على سبيل المثال, إعادة تسخين) وأعاد تم اختباره إذا وافق.

المواصفات والتطبيقات

أنابيب ASTM A209/A209M مصممة لخدمة الضغط العالي في الغلايات والهوانات الفائقة, حيث يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة 500 درجة مئوية (930F). تشمل المواصفات الرئيسية:

عملية التصنيع: سلس, إما الساخنة أو البرودة.
المعالجة بالحرارة: معالجة الحرارة الإلزامية بعد تشكيلها (على سبيل المثال, تطبيع وتهدئة أو الصلب).
ينتمي ASTM A192 إلى الكربون غير الملحوم: ينتمي ASTM A192 إلى الكربون غير الملحوم; قد يتم تزويدها بالطلاءات الواقية (على سبيل المثال, غامق الزيت) في حالة تحديد.
وسم: تتميز الأنابيب بالمعيار (ASTM A209), الصف (على سبيل المثال, T1), وتحديد الشركة المصنعة.

التطبيقات المشتركة:

توليد الطاقة: أنابيب الغلايات, الأنابيب المحماة, وإعادة الروث في الفحم, الغاز, أو النباتات التي تعمل بالزيت.
الأفران الصناعية: أنابيب في أنظمة استرداد الحرارة أو الأفران البتروكيماوية.
المبادلات الحرارية: لنقل السوائل عالية الحرارة في النباتات الكيميائية.

مقارنة مع EN 10305-1 E235 (ملاحظة سياقية)

منذ استفسارك الأصلي المشار إليه 10305-1 E235, تجدر الإشارة إلى أن أنابيب ASTM A209/A209M تخدم غرضًا مختلفًا. أون 10305-1 أنابيب E235 هي أنابيب دقيقة للكربون للهندسة العامة (على سبيل المثال, الأنظمة الهيدروليكية, قطع غيار السيارات), مع التركيز على دقة الأبعاد وخصائص التكوين البارد. ASTM A209/A209M, على العكس, يستهدف خدمة درجات الحرارة العالية مع سبائك لمقاومة الزحف, لذلك خصائصها الميكانيكية (على سبيل المثال, قوة الشد في درجات حرارة مرتفعة) ومتطلبات الاختبار (على سبيل المثال, اختبارات مشتعلة والهيدروستاتيكية) مصممة لتلك البيئة.

خاتمة

ASTM A209/A209M سلس أنابيب سبيكة من الصلب الكربونيوم غير سلس للموثوقية في درجات الحرارة العالية, البيئات ذات الضغط العالي مثل الغلايات والهوانات الفائقة. تكوينها الكيميائي, مع محتوى الموليبدينوم الخاضع للرقابة, يضمن تعزيز مقاومة الزحف, بينما خصائصها الميكانيكية واختبارها الصارم (الشد, تسطيح, اشتعال, متوسط, الهيدروستاتيكي/NDT) ضمان الأداء تحت الضغط. يتم تحديد التحمل الأبعاد لضمان الملاءمة المناسبة في الأنظمة المعقدة, على الرغم من أنها أقل صرامة من المعايير الدقيقة مثل EN 10305-1 بسبب تركيز التطبيق المختلفة.